Эдс двигателя постоянного тока чему равна
Электрические машины постоянного тока
Электрическая машина постоянного тока состоит из двух основных частей: неподвижной части ( индуктора ) и вращающейся части ( якоря с барабанной обмоткой).
На рис. 1 изображена конструктивная схема машины постоянного тока
Индуктор состоит из станины 1 цилиндрической формы, изготовленной из ферромагнитного материала, и полюсов с обмоткой возбуждения 2, закрепленных на станине. Обмотка возбуждения создает основной магнитный поток.
Магнитный поток может создаваться постоянными магнитами, укрепленными на станине.
Якорь состоит из следующих элементов: сердечника 3, обмотки 4, уложенной в пазы сердечника, коллектора 5.
Рис. 1
Сердечник якоря для уменьшения потерь на вихревые точки набирается из изолированных друг от друга листов электротехнической стали.
Что такое ЭДС: объяснение простыми словами
Под ЭДС понимается удельная работа сторонних сил по перемещению единичного заряда в контуре электрической цепи . Это понятие в электричестве предполагает множество физических толкований, относящихся к различным областям технических знаний. В электротехнике — это удельная работа сторонних сил, появляющаяся в индуктивных обмотках при наведении в них переменного поля. В химии она означает разность потенциалов, возникающее при электролизе, а также при реакциях, сопровождающихся разделением электрических зарядов.
В физике она соответствует электродвижущей силе, создаваемой на концах электрической термопары, например. Чтобы объяснить суть ЭДС простыми словами – потребуется рассмотреть каждый из вариантов ее трактовки. Прежде чем перейти к основной части статьи отметим, что ЭДС и напряжение очень близкие по смыслу понятия, но всё же несколько отличаются. Если сказать кратко, то ЭДС — на источнике питания без нагрузки, а когда к нему подключают нагрузку — это уже напряжение. Потому что количество вольт на ИП под нагрузкой почти всегда несколько меньше, чем без неё. Это связано с наличием внутреннего сопротивления таких источников питания, как трансформаторы и гальванические элементы.
Электродвижущая сила (эдс), физическая величина, характеризующая действие сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока; в замкнутом проводящем контуре равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура. Если через Eстр обозначить напряжённость поля сторонних сил, то эдс в замкнутом контуре (L) равна , где dl — элемент длины контура. Потенциальные силы электростатического (или стационарного) поля не могут поддерживать постоянный ток в цепи, т. к. работа этих сил на замкнутом пути равна нулю. Прохождение же тока по проводникам сопровождается выделением энергии — нагреванием проводников.
Сторонние силы приводят в движение заряженные частицы внутри источников тока: генераторов, гальванических элементов, аккумуляторов и т. д. Происхождение сторонних сил может быть различным. В генераторах сторонние силы — это силы со стороны вихревого электрического поля, возникающего при изменении магнитного поля со временем, или Лоренца сила, действующая со стороны магнитного поля на электроны в движущемся проводнике; в гальванических элементах и аккумуляторах — это химические силы и т. д. Эдс определяет силу тока в цепи при заданном её сопротивлении (см. Ома закон). Измеряется эдс, как и напряжение, в вольтах.
МПК / Метки
Устройство для измерения статической составляющей тока якоря двигателя постоянного тока
Номер патента: 1030749
. б подключен к входу первогосуммирующего усилителя 1,В установившихся режимах работыэлектропривода, когда скорость враЩЕниЯ ,ЦвигателЯ и сигнал 11(с навыходе датчика 8 скорости постоянны,среднее значение сигнала на выходерелейного элемента б равно нулю,величина напряжения Ои на выходеинтегратора 7 постоянна и равна напряжению на выходе датчика 8 скорости.В этом случае значение измеряемой статической составляющей 1 с токаякоря равно сигналу датчика полноготока 1 якоря, т.е. 1 с — 3.»В динамических расчетах работы изменение скорости двигателя вызовет появление не равного нулю сигнала на выходе суммирующего усилителя 4 и нелинейного фут(ционального преобразователя 5. При этом на входе релейного элемента б появится напряжение, причем такой.
Устройство для идентификации характеристик динамической системы второго порядка
Номер патента: 432458
. схема предлагаемого устройства. К клеммам исследуемого объекта 1 подключено предлагаемое устройство, которое содержит генератор 2 пробных синусоидальных колебаний, модель 3 объекта с двумя управляющими входами для перестройки двух параметров, два форсирующих звена 4 и 5, два фазовых детектора 6 и 7 и два интегратора 8 и 9,Принцип действия предлагаемого устройства основан на использовании информации о сдвиге фаз пробных синусоидальных колебаний частот о 1 и а исследуемым объектом и моделью. Исходя из априорной информации, сигнал частоты о 1 располагается слева от ре4324 о 8 Предмет изобретения Составитель Н. Миловидов Редактор Л. Цветкова Техред Л. Акимова Корректор Л, ЦарьковаЗаказ 2925/8 Изд.1735 Тираж 760 Г 1 одписиое ЦНИИПИ.
Моментный двигатель с постоянными магнитами
Номер патента: 1220065
. якорнаяобмотка 3 выполненный в виде стакана ротор 4 коллекторного типа смагнитами 5 и магнитомягкими вставками 6 и внутренний магнитопровод7 с расположенной на его внешнейповерхности дополнительной многоФазной обмоткой 8. Магниты 5 обращены оцин к другому одноименными полюсами. Обмотки 3 и 8 соединены между собой последовательносогласно так что ЗДС вращения,возникающие в них при работе двигателя, складываются,Двигатель работает следующим образом. При подключении двигателя к источнику питающего напряжения по его обмоткам 3 и 8 протекает ток, взаимодействие которого с потоком постоянных магнитов 5 создает вращающий момент. При этом взаимодействие тока якорной обмотки 8 с потоком постоянных магнитов создает дополнительный вращающий.
Способ определения постоянной времени динамически настраиваемого гироскопа
Номер патента: 1333006
Способ определения постоянной времени динамически настраиваемого гироскопа, включающий изменение положения ротора от исходного по одной из чувствительных осей гироскопа и измерение параметров его движения на нерезонансной скорости ротора при разомкнутой системе коррекции, отличающийся тем, что, с целью повышения его точности, измеряют частоту колебаний ротора, замыкают систему коррекции, измеряют ток в датчике момента, изменяют скорость вращения до рабочей, вновь измеряют ток и по полученным данным рассчитывают постоянную времени гироскопа по формуле .
Способ определения постоянной времени динамически настраиваемого гироскопа
Номер патента: 1593374
Способ определения постоянной времени динамически настраиваемого гироскопа, включающий определение постоянной времени, соответствующей скорости расстройки н, путем записи переходного процесса с разомкнутой обратной связью по моменту, формирование постоянного сигнала смещения, подачу его в один из каналов коррекции и измерение моментов, действующих на гироскоп, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, замыкают обратную связь, измеряют изменение тока в канале коррекции, в который подан сигнал смещения, изменяют скорость вращения ротора гироскопа до величины
Какие неисправности в электродвигателе позволяет выявить мультиметр
Достаточно часто для проверки электродвигателей переменного тока используется мультиметр – многофункциональный электронный измерительный прибор. Он имеется в наличии практически у каждого домашнего мастера и позволяет выявить некоторые виды неисправностей в электрических приборах, в том числе и в электродвигателях.
Самыми распространенными неисправностями, которые возникают в электрических машинах такого типа являются:
- обрыв обмотки (ротора или статора);
- короткое замыкание;
- межвитковое замыкание.
Рассмотрим каждую из этих проблем подробнее и разберем методы выявления таких неисправностей.
Проверка на обрыв или целостность обмотки
Обрыв обмотки достаточно распространенное явление при обнаружении неправильной работы электродвигателя. Обрыв в обмотке может случиться как в статоре, так и в роторе.
Если была оборвана одна фаза в обмотке, соединенной по схеме «звезда» – то ток в ней будет отсутствовать, а в других фазах значения тока будет завышено, двигатель при этом работать не будет. Также может быть обрыв параллельной ветви фазы, что приведет к перегреву исправной ветви фазы.
Если была оборвана одна фаза обмотки (между двумя проводниками), соединенной по схеме «треугольник» — то ток в двух других проводниках будет значительно меньше, чем в третьем проводнике.
Если возник обрыв в обмотке ротора, то будут происходить колебания тока с частотой, равной частоте скольжения и колебания напряжения, при этом проявится гудение и обороты двигателя будут снижены, также возникнет вибрация.
Эти причины указывают на неисправность, но выявить саму неисправность можно при помощи прозвонки и измерения сопротивления каждой обмотки электродвигателя.
В двигателях, рассчитанных на переменное напряжение 220 В, прозваниваются пусковая и рабочая обмотки. Значение сопротивления пусковой обмотки должно быть больше, чем рабочей в 1,5 раза.
В электродвигателях на 380 В, которые подключаются по схемам «звезда» или «треугольник» всю схему необходимо разобрать и проверить каждую обмотку по отдельности. Сопротивление каждой из обмоток такого электродвигателя должно быть одинаковым (с отклонением не более пяти процентов). Но при обрыве дисплей мультиметра будет показывать высокое значение сопротивления, которое стремится к бесконечности.
Скорость вращения и механические характеристики
Решая уравнение (4) совместно с (6) относительно n, находим уравнение скоростной характеристики n = f(Iа) двигателя:
 | (7) |
| M = см × Фδ × Iа. | (8) |
Определив отсюда значение Iа и подставив его в (7), получим уравнение механической характеристики n = f(M) двигателя:
 | (9) |
которое определяет зависимость скорости вращения двигателя от развиваемого момента вращения.
Вид механической характеристики n = f(M) или M = f(n) при U = const зависит от того, как с изменением момента M изменяется поток машины Фδ, и различен для двигателей с различными способами возбуждения. Это же справедливо для скоростных характеристик (смотрите статьи «Двигатели параллельного возбуждения», «Двигатели последовательного возбуждения», «Двигатели смешанного возбуждения»).
Источник: Вольдек А. И., «Электрические машины. Учебник для технических учебных заведений» – 3-е издание, переработанное – Ленинград: Энергия, 1978 – 832с.
Виды мощности постоянного тока
Любая мощностная величина определяется работой, которая совершается за определенную единицу времени. Чаще всего ею становится секунда. Она означает величину, характеризующую, насколько быстро совершается работа. Касаемо электрической мощности это расход электроэнергии за одну секунду.
Мощностная характеристика тока соответствует отношению его работы ко времени
Работой тока называется процесс превращения электроэнергии в какую-либо другую энергию (механическую, тепловую или световую). Именно по мощности, которая обозначается буквой «P» или «W», и оценивается работоспособность электротока.
К сведению! Вообще у тока постоянного значения нет активной и реактивной P. Для этого вида сети характерна только мгновенная характеристика.
Мгновенная мощность
Если говорить о сетях переменного электротока, то рассматриваемая величина в них, как и электроток или напряжение, регулярно меняет свои значения. Это напрямую влияет на другие параметры. При константном течении зарядов все остается неизменным. Именно поэтому и возникает термин «мгновенная мощность».
Силы в сети регулярного тока остаются неизменными и равняются мгновенным их значениям, взятым в произвольный момент времени. Такую характеристику можно высчитать по мгновенным значениям. Для этого подходит формула мощности постоянного тока в цепи: P = I * U.
Если сеть пассивна и в ней соблюдается закон Ома, то справедливо равенство. В случае подключения источника ЭДС нужна другая формула: P = I * E, где E — это электродвижущая сила.
Активная мощность
Активная мощность — это среднее за период значение мгновенной P. При активной P происходит конвертация мощности тока в энергию любого вида (механическую, световую или тепловую). Подобный перевод электротока нельзя выполнить в обратном направлении. Активный тип также измеряется в ваттах. 1 Ватт равен 1 вольту умноженному на 1 ампер.
Работа неразрывно связана с определением мощностных характеристик
К сведению! В бытовых и уж тем более промышленных масштабах единицу измерения ватт никогда не используют. Для этих целей задействуют показатели на порядок выше: мегаватты в киловатты.
Реактивная мощность
Реактивная мощностная характеристика определяет нагрузку, которая создается электрическими устройствами определенными колебаниями энергии электромагнитного поля в сетях синусоидального тока переменной частоты. Она равна произведению среднеквадратичных значений напряжения и силы тока, умноженных на синус угла, на который сдвигается фаза между ними. Реактивный параметр неразрывно связан с полной P и активным параметром.
Все основные величины могут быть найдены с использованием закона Ома
Если говорить про физический смыл реактивности, то он представляет собой некую энергию, которая перекачивается из источника к реактивным элементам приемника (конденсатор, обмотка генератора, катушка индуктивности и т. д.), а потом возвращается обратно в источник за время одного периода колебаний.
Полная мощность
Полная P электротока представляет собой значение, соответствующее произведению силы электротока и напряжения в цепи. Она неразрывно связана с активной и реактивной величинами и определяется следующим уравнением: , где Sos = полная мощность, а P и Q — ее активная и реактивная характеристики соответственно.
Общая мощность, которую можно представить в виде кружки пива
Если говорить проще, то активная P есть везде, где присутствует нагрузка активного плана. Например, в спиральных нагревателях, сопротивлении проводов и т. д. Реактивный параметр характерен для реактивной нагрузки, которая имеется в элементах индуктивности или емкости.
Задание. Электродвижущая сила элемента равна 10 В. Он создает в цепи силу тока равную 0,4 А. Какова работа, которую совершают сторонние силы за 1 мин?
Решение. В качество основы для решения задачи используем формулу для вычисления ЭДС:
Заряд, который проходит в рассматриваемой цепи за 1 мин. можно найти как:
Выразим из (1.1) работу, используем (1.2) для вычисления заряда, получим:
$A=varepsilon I Delta t$
Переведем время, данной в условиях задачи в секунды ($Delta t$ мин=60 с), проведем вычисления:
$A=10 cdot 0,4 cdot 60=240$ (Дж)
Ответ. A=240 Дж
Формула ЭДС не по зубам? Тебе ответит эксперт через 10 минут!
Задание. Металлический диск, имеющий радиус a, вращается с угловой скоростью $omega$, включен в электрическую цепь при помощи скользящих контактов, которые касаются оси диска и его окружности (рис.1). Какой будет ЭДС, которая появится между осью диска и его наружным краем?
Решение. В условиях, которые описаны в задаче, на каждый электрон проводника действует центробежная сила (F) которая является сторонней. Вследствие ее действия, в диске возникает ЭДС и между осью диска и его наружным краем появляется напряжение. Формулу для вычисления центробежной силы запишем как:
где m – масса электрона, r – расстояние от оси диска.Fдействует на заряженную частицу (электрон), следовательноучитывая (2.1), имеем:
где q – заряд электрона.
В соответствии с формулой, определяющей ЭДС участка цепи, получаем:
Ответ. $varepsilon=frac
